CN109607801B - 一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，从左至右依次设置的进水集水池、一级垂直潜流人工湿地池、中间集水池、二级水平潜流人工湿地池和出水集水池，进水集水池左、右侧上部分别设有进水管和第一布水管，一级垂直潜流人工湿地池内部从下往上依次铺设第一碎石层、第二碎石层、第一填料层、第二碎石层和第一碎石层，右侧上部设有出水口，中间集水池右侧上部设有第二布水管，二级水平潜流人工湿地池内从左至右依次铺设有第三碎石层、第四碎石层、第二填料层、固体缓释碳源、第四碎石层和第三碎石层，相邻两层通过透水隔板隔开，右侧设有过水墙体，出水集水池右侧上部设有排水管。本发明氮、磷等污染物处理效果好，具有较强的环境效益。
Description
技术领域
本发明属于污水处理的技术领域，尤其涉及一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统。
背景技术
人工湿地是一种由人工建造和调控的湿地系统，通过其生态系统中物理、化学和生物作用的优化组合来进行污水处理的一种技术，具有投资少、建设和运行成本低廉，污水处理具有高效性，可以美化环境和景观，抗冲击能力强等优点，应用范围已由最初的生活污水处理逐渐拓展到工业废水、养殖废水等。根据水流在人工湿地的流动方向，人工湿地可分为表面流人工湿地、垂直潜流人工湿地和水平潜流人工湿地。表面流人工湿地占地面积大、水力负荷小、处理污染物的能力不如潜流人工湿地；水平潜流人工湿地操作与控制相对复杂，脱氮除磷效果不如垂直潜流人工湿地；垂直潜流人工湿地对有机物的处理效果不如水平潜流人工湿地。复合人工湿地可以耦合不同湿地的优点,强化对污水的处理效果。
填料的选择直接影响了人工湿地的处理效果，传统的人工湿地基质主要有土壤、砾石、沙土、黏土等，对磷的去除效率不高。生活垃圾腐殖填料是垃圾填埋场的生活垃圾在多年的物理化学和生物稳定化过程后，经过筛分得到的有机细料，具有丰富的有机质含量和阳离子交换容量，以及丰富的微生物含量，且浸出液浓度重金属离子和病毒细菌含量均在标准范围内，是一种安全且性能优良的污水处理填料，目前主要应用于工业领域和农业领域，在人工湿地中的应用鲜有报道。开发固体废弃物在人工湿地中的应用途径，实现固体废弃物资源化利用，对保护环境、推行实践“以废治废”和可持续发展理念有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，联合使用垂直潜流湿地和水平潜流湿地，高效脱氮除磷工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，包括从左至右依次设置的进水集水池、一级垂直潜流人工湿地池、中间集水池、二级水平潜流人工湿地池和出水集水池，所述进水集水池左侧上部设有进水管，右侧上部设有第一布水管，所述一级垂直潜流人工湿地池内部从下往上依次铺设第一碎石层、第二碎石层、第一填料层、第二碎石层和第一碎石层，一级垂直潜流人工湿地池右侧上部设有出水口与所述中间集水池连通，中间集水池右侧上部设有第二布水管，所述二级水平潜流人工湿地池内从左至右依次铺设有第三碎石层、第四碎石层、第二填料层、固体缓释碳源、第四碎石层和第三碎石层，相邻两层之间通过透水隔板隔开，二级水平潜流人工湿地池右侧设有过水墙体，所述出水集水池右侧上部设有排水管，一级垂直潜流人工湿地池和二级水平潜流人工湿地池面均种植耐水植物。
按上述方案，所述第一填料层为生活垃圾腐殖填料，基质粒径为2-10mm，厚度为50cm。
按上述方案，所述第二填料层为燃煤炉渣，基质粒径为30-70mm，厚度为50cm。
按上述方案，所述固体缓释碳源为稻草生物质颗粒，基质粒径为10-15mm，厚度为20cm。
按上述方案，所述过水墙体透水部分为多孔砖砌筑。
按上述方案，所述第一碎石层粒径为10-20mm、厚度为20cm，第二碎石层粒径为2-10mm，厚度为10cm，所述第三碎石层粒径为10-20mm、厚度为20cm，第四碎石层粒径为2-10mm，厚度为10cm。
按上述方案，所述第一布水管由第一母管和数根第一支管组成，所述数根第一支管均匀间隔与第一母管垂直交错连通，第一母管上设有流量阀，第一支管上均布圆孔。
按上述方案，所述第二布水管由第二母管和数根第二支管组成，所述第二母管为T型管，所述数根第二支管均匀间隔垂直设置，顶部与第二母管相连通，第二支管上均布圆孔。
按上述方案，所述进水集水池、中间集水池和出水集水池顶部设有盖板封闭。
按上述方案，所述一级垂直潜流人工湿地池中间垂直设有挡板，将一级垂直潜流人工湿地池分隔为两部分，所述挡板底部与池底之间留有间隙。
本发明的有益效果是：1.提供一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，联合使用垂直潜流湿地和水平潜流湿地，强化污水中氮、磷、有机物等污染物的处理效果；2.实现了固体废弃物资源化，可广泛运用于生活污水高效脱氮除磷工艺，不产生二次污染，不影响周围环境，具有较强的环境效益；3.水平流人工湿地中添加固体缓释碳源，利用稻草生物质在发酵过程中产生的有机物为反硝化作用提供碳源，解决反硝化过程中碳源不足的问题。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为本发明一个实施例的第一布水管和第二布水管的俯视图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1所示，一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，包括从左至右依次设置的进水集水池2、一级垂直潜流人工湿地池3、中间集水池4、二级水平潜流人工湿地池5和出水集水池6，进水集水池、中间集水池和出水集水池顶部设有盖板22封闭，进水集水池左侧上部设有进水管1，右侧上部设有第一布水管8，一级垂直潜流人工湿地池内部从下往上依次铺设第一碎石层15、第二碎石层16、第一填料层17、第二碎石层和第一碎石层，一级垂直潜流人工湿地池右侧上部设有出水口11与中间集水池连通，中间集水池右侧上部设有第二布水管12，二级水平潜流人工湿地池内从左至右依次铺设有第三碎石层18、第四碎石层19、第二填料层20、固体缓释碳源21、第四碎石层和第三碎石层，相邻两层之间通过透水隔板13隔开，二级水平潜流人工湿地池右侧设有过水墙体14，出水集水池右侧上部设有排水管7，一级垂直潜流人工湿地池和二级水平潜流人工湿地池面均种植耐水植物23。
第一填料层为生活垃圾腐殖填料，基质粒径为2-10mm，厚度为50cm，生活垃圾腐殖填料具有多孔结构，比表面积大，土著微生物种类多，对磷的去除有显著作用。
第二填料层为燃煤炉渣，基质粒径为30-70mm，厚度为50cm，燃煤炉渣具有良好的吸附污染物的潜力和附着微生物的能力。
固体缓释碳源为稻草生物质颗粒，基质粒径为10-15mm，厚度为20cm，稻草生物质来源简单、价格低廉，可为反硝化作用提供碳源。
过水墙体透水部分为多孔砖砌筑，保证污水均匀流出二级水平潜流人工湿地，降低堵塞的可能性。
第一碎石层粒径为10-20mm、厚度为20cm，第二碎石层粒径为2-10mm，厚度为10cm；第三碎石层粒径为10-20mm、厚度为20cm，第四碎石层粒径为2-10mm，厚度为10cm；碎石层可以防腐殖填料随水流流出。
第一布水管由第一母管8和数根第一支管24组成，数根第一支管均匀间隔与第一母管垂直交错连通，第一母管上设有流量阀9，第一支管上均布圆孔。流量阀控制进入第一布水管的污水的流量，保证装置上层无积水，流量阀控制一级垂直潜流人工湿地的落干/淹没比为1:1～3:1，让一级垂直潜流人工湿地系统含有充足的氧气，保证氮、磷、有机物等污染物的去除。
第二布水管由第二母管12和数根第二支管25组成，第二母管为T型管，数根第二支管均匀间隔垂直设置，顶部与第二母管相连通，第二支管上均布圆孔。
一级垂直潜流人工湿地池中间垂直设有挡板10，将一级垂直潜流人工湿地池分隔为两部分，挡板底部与池底之间留有间隙。
该装置在具体实施时，预处理后的污水通过进水管进入进水集水池，通过流量阀控制进入第一布水管的污水的流量，保证装置上层无积水，污水均匀下渗，在一级垂直潜流人工湿地中通过填料的截留、吸附、沉积，微生物生化等作用得到初步处理，污水在一级垂直潜流人工湿地中的流动呈“S”形，使污染物与填料得到更充分的接触，使污水净化更彻底。污水通过出水口进入中间集水池，再通过第二布水管均匀渗入二级水平潜流人工湿地，在填料和微生物的作用下得到进一步处理，此过程中固体缓释碳源为反硝化作用提供碳源，提高污染物氮的去除效率。污水通过二级水平潜流人工湿地右侧的过水墙体均匀流出，通过出水集水池，最后从排水管排出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，包括从左至右依次设置的进水集水池、一级垂直潜流人工湿地池、中间集水池、二级水平潜流人工湿地池和出水集水池，所述进水集水池左侧上部设有进水管，右侧上部设有第一布水管，所述一级垂直潜流人工湿地池内部从下往上依次铺设第一碎石层、第二碎石层、第一填料层、第二碎石层和第一碎石层，一级垂直潜流人工湿地池右侧上部设有出水口与所述中间集水池连通，中间集水池右侧上部设有第二布水管，所述二级水平潜流人工湿地池内从左至右依次铺设有第三碎石层、第四碎石层、第二填料层、固体缓释碳源、第四碎石层和第三碎石层，相邻两层之间通过透水隔板隔开，二级水平潜流人工湿地池右侧设有过水墙体，所述出水集水池右侧上部设有排水管，一级垂直潜流人工湿地池和二级水平潜流人工湿地池面均种植耐水植物；所述第一填料层为生活垃圾腐殖填料，基质粒径为2-10mm，厚度为50cm；所述第二填料层为燃煤炉渣，基质粒径为30-70mm，厚度为50cm；所述固体缓释碳源为稻草生物质颗粒，基质粒径为10-15mm，厚度为20cm；所述第一碎石层粒径为10-20mm、厚度为20cm，第二碎石层粒径为2-10mm，厚度为10cm，所述第三碎石层粒径为10-20mm、厚度为20cm，第四碎石层粒径为2-10mm，厚度为10cm。
2.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述过水墙体透水部分为多孔砖砌筑。
3.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述第一布水管由第一母管和数根第一支管组成，所述数根第一支管均匀间隔与第一母管垂直交错连通，第一母管上设有流量阀，第一支管上均布圆孔。
4.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述第二布水管由第二母管和数根第二支管组成，所述第二母管为T型管，所述数根第二支管均匀间隔垂直设置，顶部与第二母管相连通，第二支管上均布圆孔。
5.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述进水集水池、中间集水池和出水集水池顶部设有盖板封闭。
6.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述一级垂直潜流人工湿地池中间垂直设有挡板，将一级垂直潜流人工湿地池分隔为两部分，所述挡板底部与池底之间留有间隙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 430200 North Main Building Unit 12, Floor 02, National Geospatial Information Industry Base Phase II, Wuda Science Park, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province Applicant after: China Coal Ziguang Hubei Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Address before: Room 1202, Unit 2, North Building, Xingye Building, Science Park, Wuhan University, No. 1, Wuhan Donghu New Technology Development Zone, Wuhan, Hubei Province Applicant before: WUHAN ZIGUANG CONTROL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant |